Alumiinisulaton laaduntuoton ja kannattavuuden kehittäminen
Rautiainen, Henrik (2017)
2017
Materiaalitekniikka
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2017-06-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201705261525
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201705261525
Tiivistelmä
Alumiini on monipuolinen metallimateriaali niin käyttökohteiden kuin mahdollisten prosessointimenetelmien osalta. Seostuksen avulla alumiinista pystytään luomaan erityyppisiä alumiiniseoksia, joiden mekaanisia ominaisuuksia pystytään säätelemään hyvinkin joustavasti seosaineiden välisillä suhteilla. Alumiiniseosten mekaanisista ominaisuuksista johtuen alumiiniseoksia pystyään käyttämään laaja-alaisesti muun muassa profiileina ja lujuutta vaativina rakenneosina.
Alumiinia valmistetaan sekä primääri- että sekundäärituotantona. Primäärituotannossa luonnonvaraisia malmilähteitä prosessoidaan perinteisin metallurgisin keinoin siten, että tuloksena on hyvin puhdasta alumiinia jatkojalostustarkoituksiin. Sekundäärituotannossa prosessoidaan jo olemassa olevaa alumiinia eli sekundääriraaka-ainetta. Prosessointime-netelmät vaihtelevat riippuen sekundääriraaka-aineen puhtaustasosta, mutta pääasiassa kyseeseen tulevat raaka-aineen käsittely, sulatus, valu ja mahdollinen lämpökäsittely. Sekundäärialumiinin joukosta on löydettävissä sekä metallisia että ei-metallisia epäpuhtauksia. Epäpuhtaudet asettavat vastaavasti vaatimuksia sekä raaka-aineen käsittelylle, että sulatukselle, sillä epäpuhtauspitoisuudet täytyy saada minimoitua sekundäärialumiinin joukosta ennen sulatusta riittävän laaduntuoton tasosta varmistumiseksi. Tämän vuoksi prosessointimenetelmät vaihtelevat raaka-ainepohjasta riippuen.
Tämän työn kohdeyrityksen Purso Oy:n Ikaalisten Sulatolla on lähes 40 vuoden historia. Sulatolla on tärkeä rooli koko Purson laajuisessa prosessiketjussa, koska Sulatolla kierrätetään Siuron tuotantoyksiköissä syntyvä prosessiromu uudelleen Siuron päätuotantoyksikön eli pursotuslaitoksen raaka-aineeksi. Tätä raaka-ainetta kutsutaan alumiinibilletiksi.
Sulaton prosessiin kohdistuu kehitystarpeita niin laaduntuoton kuin kannattavuuden osalta. Työn tavoitteena on hahmottaa Sulaton kokonaisvaltaisen kehittämisen lähtökohdat ja löytää lähtökohtiin perustuen suositeltavat kehitystoimenpiteet Sulaton siirtyessä kohti uutta vuosikymmentä. Sulatolle luodaan kolme vaihtoehtoista kehitysskenaarioita ja näistä päädytään suosittelemaan skenaariota, jossa olemassa oleva tuotantokapa-siteetti pystytään ottamaan käyttöön täysimääräisesti. Tuloksena laaditaan suunnitelma, jota seuraamalla pystytään vastaamaan tulevaisuudessa Sulaton toimintaan kohdistuviin ympäristö-, laatu- ja tuotantokapasiteettivaatimuksiin.
Alumiinia valmistetaan sekä primääri- että sekundäärituotantona. Primäärituotannossa luonnonvaraisia malmilähteitä prosessoidaan perinteisin metallurgisin keinoin siten, että tuloksena on hyvin puhdasta alumiinia jatkojalostustarkoituksiin. Sekundäärituotannossa prosessoidaan jo olemassa olevaa alumiinia eli sekundääriraaka-ainetta. Prosessointime-netelmät vaihtelevat riippuen sekundääriraaka-aineen puhtaustasosta, mutta pääasiassa kyseeseen tulevat raaka-aineen käsittely, sulatus, valu ja mahdollinen lämpökäsittely. Sekundäärialumiinin joukosta on löydettävissä sekä metallisia että ei-metallisia epäpuhtauksia. Epäpuhtaudet asettavat vastaavasti vaatimuksia sekä raaka-aineen käsittelylle, että sulatukselle, sillä epäpuhtauspitoisuudet täytyy saada minimoitua sekundäärialumiinin joukosta ennen sulatusta riittävän laaduntuoton tasosta varmistumiseksi. Tämän vuoksi prosessointimenetelmät vaihtelevat raaka-ainepohjasta riippuen.
Tämän työn kohdeyrityksen Purso Oy:n Ikaalisten Sulatolla on lähes 40 vuoden historia. Sulatolla on tärkeä rooli koko Purson laajuisessa prosessiketjussa, koska Sulatolla kierrätetään Siuron tuotantoyksiköissä syntyvä prosessiromu uudelleen Siuron päätuotantoyksikön eli pursotuslaitoksen raaka-aineeksi. Tätä raaka-ainetta kutsutaan alumiinibilletiksi.
Sulaton prosessiin kohdistuu kehitystarpeita niin laaduntuoton kuin kannattavuuden osalta. Työn tavoitteena on hahmottaa Sulaton kokonaisvaltaisen kehittämisen lähtökohdat ja löytää lähtökohtiin perustuen suositeltavat kehitystoimenpiteet Sulaton siirtyessä kohti uutta vuosikymmentä. Sulatolle luodaan kolme vaihtoehtoista kehitysskenaarioita ja näistä päädytään suosittelemaan skenaariota, jossa olemassa oleva tuotantokapa-siteetti pystytään ottamaan käyttöön täysimääräisesti. Tuloksena laaditaan suunnitelma, jota seuraamalla pystytään vastaamaan tulevaisuudessa Sulaton toimintaan kohdistuviin ympäristö-, laatu- ja tuotantokapasiteettivaatimuksiin.